package com.dataStructures.avl;

/**
 * 平衡二叉树
 */
public class AVLTreeDemo {

	public static void main(String[] args) {
		//int[] arr = {4,3,6,5,7,8};
		//int[] arr = { 10, 12, 8, 9, 7, 6 };
		int[] arr = {10, 11, 7, 6, 8, 9};
		AVLTree avlTree = new AVLTree();
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			avlTree.add(new Node(arr[i]));
		}

		//遍历
		System.out.println("中序遍历");
		avlTree.infixOrder();

		System.out.println("在平衡处理~~");
		System.out.println("树的高度=" + avlTree.getRoot().height()); //3
		System.out.println("树的左子树高度=" + avlTree.getRoot().leftHeight()); // 2
		System.out.println("树的右子树高度=" + avlTree.getRoot().rightHeight()); // 2
		System.out.println("当前的根结点=" + avlTree.getRoot());//8
	}
}

class AVLTree {
	private Node root;

	public Node getRoot() {
		return root;
	}

	public Node search(int value) {
		if (root == null) {
			return null;
		}
		return root.search(value);
	}

	public Node searchParent(int value) {
		if (root == null) {
			return null;
		}
		return root.searchParent(value);
	}

	/**
	 * @param node 传入的结点(当做二叉排序树的根结点)
	 * @return 以 node 为根结点的二叉排序树的最小结点的值
	 */
	public int delRightTreeMin(Node node) {
		Node target = node;
		while (target.left != null) {
			target = target.left;
		}
		delNode(target.value);
		return target.value;
	}

	/**
	 * 删除节点
	 *
	 * @param value 要删除节点的值
	 */
	public void delNode(int value) {
		if (root == null) {
			return;
		}
		// 先去找到要删除的结点
		Node targetNode = search(value);
		if (targetNode == null) {
			return;
		}
		// 如果我们发现当前这颗二叉排序树只有一个结点,直接删除此节点即可
		if (root.left == null && root.right == null) {
			root = null;
			return;
		}
		// 去找到 targetNode 的父结点
		Node parent = searchParent(value);
		// 如果要删除的结点是叶子结点
		if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
			// 判断要删除的 targetNode 是父节点的左子节点还是右子节点
			if (parent.left != null && parent.left.value == value) {
				parent.left = null;
			} else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {
				parent.right = null;
			}
		} else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
			// 删除有两颗子树的节点 → 从 targetNode 右子树中找到最小节点，用临时变量保存它的值，然后删除最小节点，最后把临时变量保存的值赋给 targetNode
			int minVal = delRightTreeMin(targetNode.right);
			targetNode.value = minVal;
		} else { // 删除只有一颗子树的结点
			// 如果要删除的结点有左子结点
			if (targetNode.left != null) {
				if (parent != null) {
					//如果 targetNode 是 parent 的左子结点
					if (parent.left.value == value) {
						parent.left = targetNode.left;
					} else { // targetNode 是 parent 的右子结点
						parent.right = targetNode.left;
					}
				} else {
					root = targetNode.left;
				}
			} else { //如果要删除的结点有右子结点
				if (parent != null) {
					//如果 targetNode 是 parent 的左子结点
					if (parent.left.value == value) {
						parent.left = targetNode.right;
					} else { //如果 targetNode 是 parent 的右子结点
						parent.right = targetNode.right;
					}
				} else {
					root = targetNode.right;
				}
			}
		}
	}

	// Ìí¼Ó½áµãµÄ·½·¨
	public void add(Node node) {
		if (root == null) {
			root = node;// Èç¹ûrootÎª¿ÕÔòÖ±½ÓÈÃrootÖ¸Ïònode
		} else {
			root.add(node);
		}
	}

	// ÖÐÐò±éÀú
	public void infixOrder() {
		if (root != null) {
			root.infixOrder();
		} else {
			System.out.println("¶þ²æÅÅÐòÊ÷Îª¿Õ£¬²»ÄÜ±éÀú");
		}
	}
}

class Node {
	int value;
	Node left;
	Node right;

	public Node(int value) {
		this.value = value;
	}

	/**
	 * @return 左子树的高度
	 */
	public int leftHeight() {
		if (left == null) {
			return 0;
		}
		return left.height();
	}

	/**
	 * @return 右子树的高度
	 */
	public int rightHeight() {
		if (right == null) {
			return 0;
		}
		return right.height();
	}

	/**
	 * @return 以该结点为根结点的树的高度
	 */
	public int height() {
		return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
	}

	/**
	 * 左旋转
	 */
	private void leftRotate() {
		// 创建新的结点，以当前根结点的值
		Node newNode = new Node(value);
		// 把新的结点的左子树设置成当前结点的左子树
		newNode.left = left;
		// 把新的结点的右子树设置成带你过去结点的右子树的左子树
		newNode.right = right.left;
		// 把当前结点的值替换成右子结点的值
		value = right.value;
		// 把当前结点的右子树设置成当前结点右子树的右子树
		right = right.right;
		// 把当前结点的左子树(左子结点)设置成新的结点
		left = newNode;
	}

	/**
	 * 右旋转
	 */
	private void rightRotate() {
		Node newNode = new Node(value);
		newNode.right = right;
		newNode.left = left.right;
		value = left.value;
		left = left.left;
		right = newNode;
	}

	/**
	 * 查找要删除的节点
	 *
	 * @param value 要删除的节点值
	 */
	public Node search(int value) {
		if (this.value == value) {
			return this;
		}
		if (value < this.value) {
			if (this.left == null) {
				return null;
			}
			return this.left.search(value);
		} else {
			if (this.right == null) {
				return null;
			}
			return this.right.search(value);
		}
	}

	/**
	 * 查找要删除节点的父节点
	 */
	public Node searchParent(int value) {
		if (this.left != null && this.left.value == value || this.right != null && this.right.value == value) {
			return this;
		}
		if (this.left != null && value < this.value) {
			return this.left.searchParent(value);
		}
		if (this.right != null && value > this.value) {
			return this.right.searchParent(value);
		}
		return null;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Node [value=" + value + "]";
	}

	/**
	 * 添加节点
	 */
	public void add(Node node) {
		if (node == null) {
			return;
		}
		if (node.value < this.value) {
			if (this.left == null) {
				this.left = node;
			} else {
				this.left.add(node);
			}
		} else {
			if (this.right == null) {
				this.right = node;
			} else {
				this.right.add(node);
			}
		}


		// 当添加完一个结点后，如果: (右子树的高度-左子树的高度) > 1 , 左旋转
		if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
			// 如果它的右子树的左子树的高度大于它的右子树的右子树的高度
			if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()) {
				// 先对右子结点进行右旋转
				right.rightRotate();
				// 然后在对当前结点进行左旋转
				leftRotate(); // 左旋
			} else {
				// 直接进行左旋转即可
				leftRotate();
			}
			return;
		}

		// 当添加完一个结点后，如果 (左子树的高度 - 右子树的高度) > 1, 右旋转
		if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
			// 如果它的左子树的右子树高度大于它的左子树的高度
			if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
				// 先对当前结点的左结点(左子树)->左旋转
				left.leftRotate();
				//再对当前结点进行右旋转
				rightRotate();
			} else {
				// 直接进行右旋转即可
				rightRotate();
			}
		}
	}

	/**
	 * 中序遍历
	 */
	public void infixOrder() {
		if (this.left != null) {
			this.left.infixOrder();
		}
		System.out.println(this);
		if (this.right != null) {
			this.right.infixOrder();
		}
	}

}

